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Kunststoff-Voll-bzw. Hohlprofil in Strang-, Band-bzw. Plattenform
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des Faserstranges kaum möglich. Da das Kunststoffprofil bei der Erhärtung erheblichen Zugkräften in Richtung der Längsachse unterliegt und ausserdem das Harz eine verhältnismässig grosse Viskosität und Klebkraft besitzt, werden die hin und her geführten Faserstränge beim Formen des Profils mehr oder weniger wieder in Längsrichtung gezogen. Ein gewisser Hin-und Herverlauf der Faserstränge in dem erhärteten Profil ist zwar im allgemeinen noch vorhanden. In vielen Fällen reicht er jedoch für eine massgebende Querversteifung nicht aus. Ausserdem wird auch die Längsversteifung des Profils beeinträchtigt, da der Faserstrang in seinem Verlauf vielfach von seiner Längsrichtung abweicht.
Dasselbe Ergebnis tritt ein, wenn man Verstärkungseinlagen in Strang-oder Streifenform verwendet, bei denen die Fasern unmittelbar in Wirrlage angeordnet sind, beispielsweise wenn ein oder mehrere Glasseiden-Spinnfäden in zahlreichen Windungen und Schlingen zu der Längsachse der Einlage verlaufen. Auch bei solchen Verstärkungseinlagen werden die mehr oder weniger querliegenden Fasern bzw. Schlingen der Glasseidenfäden durch die grosse auf das herzustellende Profil während der Formung ausgeübte Zugkraft in Längsrichtung des Profils orientiert, wobei die querverlaufenden Fasern od. dgl. durch die Viskosität und die Klebkraft des Harzes den in Längsachse des Profils wirkenden Kräften
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nicht zu widerstehen vermögen.
Man erhält ein Produkt, welches hinsichtlich der gewünschten Längsund/oder Querversteifung überwiegend unkontrollierbar ausfällt. Grosse Sicherheiten sind in dieser Beziehung nicht erreichbar.
Weiterhin ist es bekannt, in aus Giessharz bestehenden Platten u. dgl. Verstärkungseinlagen vorzusehen, die aus Längsfäden bestehen, wobei diese Fäden von Distanzfäden umschlungen werden, die quer zur Fadenrichtung der ersteren Fäden verlaufen. Hiebei haben die sogenannten Distanzfäden die Aufgabe, die zur Verstärkung in den Kunststoff eingelegten Fäden in stets gleichem Abstand zu
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Das Abstandhalten der einzelnen Längsfäden durch Umschlingen mittels der Distanzfäden erfordert einerseits eine gewisse Vorarbeit, anderseits ist auch hiebei nicht der Abstand zweier Längsfäden zueinander gewahrt, wenn nicht eine bestimmte Verknüpfung an den Überdeckungsstellen vorgenommen wird. Die Querversteifung erstreckt sich hiebei lediglich praktisch von der einen
Fadenseele zur andern, nicht aber in einem breiten Bereich nach aussen. Werden mehrere Paare von
Fäden im Abstand voneinander verlegt, so ergeben sich in Breitenrichtung Lücken, die von keinem
Querfaden ausgefüllt werden. Eine gleichmässige Verstärkung in Querrichtung ist also nicht gegeben.
Aufgabe der Erfindung ist, Kunststoff-Voll-bzw. Hohlprofile in Strang-, Band-oder
Plattenform aus faserverstärktem Giessharz, z. B. Polyester od. dgl., zu schaffen, bei denen mit grösserer
Sicherheit die erstrebten Werte der Längs-und auch der Querversteifung erzielbar sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass als Verstärkungsstränge Faserbündel mit dieses Bündel durchsetzenden und sich zu beiden Seiten des Bündels erstreckenden querorientierten Fasern vorgesehen sind, wobei
Längsfaserbündel und daran haftende Querfasern eine Baueinheit bilden. Hiebei erscheinen die querorientierten Fasern nicht in bestimmten Abständen in Querrichtung, sondern praktisch in unmittelbarer Aufeinanderfolge. Auf diese Weise wird erreicht, dass beim Verlegen des Längsfadens bzw.
Längsfaserstranges zugleich in einem vorbestimmten Bereich in Breitenrichtung zu diesem Längsfaden od. dgl. querorientierte Fasern automatisch mitverlegt werden. Der Längsfaden bzw. Längsfaserstrang übt zu beiden Seiten des Längsfadens od. dgl. in einem vorbestimmten Breitenbereich selbsttätig eine
Querverfestigung aus. Eine solche Ausbildung des Längsfadens bzw. Längsfaserstranges erleichtert die Handhabung beim Einlegen der Verstärkungen in das Giessharzprodukt. Durch die Vielzahl der querorientierten Fasern, die mit dem Längsfaden bzw.
Längsfaserstrang eine Einheit bilden, wird ferner erreicht, dass bei Ausübung von Zugkräften auf das Giessharzprodukt während der Erhärtung desselben die überwiegende Zahl der querorientierten Fasern in Querrichtung verbleiben und somit ein Endprodukt erzielt wird, welches hinsichtlich der gewünschten Längs-und/oder Querversteifung den gewünschten Werten entspricht. Die querorientierten Fasern liegen beim Erfindungsgegenstand verhältnismässig dicht an dicht, wodurch einer unerwünschten Verschiebung in Längsrichtung wirksam begegnet wird. Jeder Längsfaden bzw. Faserstrang hat einen vorbestimmten Breitenbereich, über den sich die querorientierten Fasern erstrecken. Die einzelnen Längsfäden können leicht so zueinander angeordnet werden, dass die Breitenbereiche der querorientierten Fasern sich berühren.
Damit wird über die ganze Breite des herzustellenden Kunststoffproduktes eine gleichmässige Verstärkung in Querrichtung erzielt, wobei als hervorragende Vorteile eine einfache Handhabung bei der Einlegung der Verstärkungsteile und eine grosse Sicherheit hinsichtlich der richtigen Lage dieser Teile anzusehen sind.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung sind für das herzustellende Kunstharzprofil bandförmige Faserstränge vorgesehen, die aus einem Wirrfaservlies und an diesem Vlies verteilt angeordneten Längsfaserlunten zusammengesetzt sind. Vorteilhaft verwendet man hiezu noch ein Deckvlies. Diese Bestandteile werden haftfest miteinander zu einem gemeinsamen Gebilde verbunden.
Als Verbindungsart wird zweckmässig die an sich bekannte Vernadelung angewendet. Das Wirrfaservlies kann eine Fasermatte sein, bei der ein oder mehrere endlose Fäden, z. B. Glasseiden-Spinnfäden, in der Vliesebene in zahlreichen Schlingen hin und her geführt sind. Bei einer solchen Anordnung und Ausbildung des herzustellenden Kunstharzprofils übernehmen die Längsfaserlunten, die als glatte und gestreckte Stränge verwendet werden, die bei der Verformung und bei der Beanspruchung des fertigen Produktes auftretenden Zugkräfte. Die Fasermatte mit der Wirrfaserlage verleiht dem Produkt die erstrebte Quersteifigkeit.
Durch die haftfeste Vereinigung von Matte mit Längsfasersträngen und gegebenenfalls mit dem Deckvlies zu einem Streifen oder einer Bahn wird die Handhabung zum Einlaufenlassen der Verstärkungseinlage in die Giessharzmasse vereinfacht und erleichtert.
Die bandförmige Verstärkungseinlage kann auch in der Form zusammengesetzt sein, dass die aus längsorientierten Fasern bzw. Fäden und zugleich daran haftenden querorientierten Fasern bzw. Fäden gebildeten Faserstränge unmittelbar auf einem diese Stränge tragenden Vlies angeordnet sind. Man
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verbunden, was zweckmässig durch Vernadelung des Wirrfaservlieses --5-- und der Längsfaserstränge --6-- mit dem Deckvlies--7-erfolgt. Das Ganze bildet dann eine als Ganzes zu handhabende Einheit als Band bzw. Bahn.
Bei dem Beispiel der Fig. 5 einer streifen-- bzw. bandförmigen Verstärkungseinlage --8-- ist diese aus den längslaufenden Fasersträngen --1-- und dem Vlies --7-- zusammengesetzt, wobei die Teile--l und 7-ein einheitliches bandförmiges Gebilde darstellen. Die haftfeste Verbindung erzielt man zweckmässig ebenfalls durch Vernadelung. Bei den beiden streifen-bzw. bandförmigen Verstärkungseinlagen --4 und 8-werden die Zugkräfte, die bei der Herstellung des Kunststoffprofils und auch bei dem fertigen Produkt wirken, durch die in dem Produkt gestreckt verlaufenden Längsfaserstränge voll aufgenommen, so dass die querorientierten Fasern bzw. Fäden einem Strecken bei der Verformung des Produktes auch im flüssigen bzw. weichen Zustand nicht unterliegen. Die querorientierten Fasern bzw.
Fäden verbleiben in ihrem ursprünglichen Zustand und übernehmen die erforderliche Querversteifung an dem Produkt.
In den Fig. 6 und 7 sind zwei Hohlprofile im Grundriss dargestellt, die freiauslaufende Schenkel aufweisen. Die streifenförmigen bzw. bandartigen Verstärkungseinlagen --4 bzw. 8-werden bei Herstellung des Produktes dem Profilverlauf angepasst, so dass der Verstärkungsstreifen bzw. das Verstärkungsband sich in dem Kunststoffprodukt fortlaufend von der einen freien Kante eines Schenkels bis zur andern freien Kante eines andern Schenkels des Profils entsprechend seinem Querschnittsverlauf erstreckt. Bei Verwendung der Verstärkungseinlagen --4 und 8-in den Profilen - 9 bzw. 10-verlaufen die querorientierten Fasern bzw. Fäden an den Eck-bzw. Einspannstellen der Schenkel des Profils ebenfalls im Winkel, wodurch das Profil auch an diesen Stellen eine gute Querverfestigung erhält.
Fig. 8 dient zur Erläuterung der Anordnung bzw. Ausbildung der Vorrichtung --12-- zur Herstellung der streifen-bzw. bandförmigen Verstärkungseinlagen gemäss der Erfindung bei der Vorrichtung --11-- zur Bildung des Profils aus Giessharz od. dgl. Die letztere Vorrichtung weist den
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Kunststoffprodukt anschliesst. Dem Einlauf trichter --13-- wird das Band-4 bzw. 8-- zugeführt. Unmittelbar dem Trichter --13-- ist die Vorrichtung-12-als Nadelmaschine-16-od. dgl.
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sich bekannte Vernadelung miteinander haftfest zu einem einheitlichen Band vereinigt.
Solche streifenbzw. bandförmige Gebilde werden innerhalb des Trichters in die gewünschte Querschnittsform entsprechend dem Querschnitt des zu bildenden Profils gebracht, wozu geeignete Halteelemente vorgesehen sein können. Man kann dem Trichter --13-- auf dessen Umfang auch mehr als eine Vorrichtung-12-vorschalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kunststoff-Voll-bzw. Hohlprofil in Strang-, Band-bzw. Plattenform aus faserverstärktem Giessharz, z. B. Polyester od. dgl., unter Verwendung von in dem Profil einzulagernden Verstärkungseinlagen, die in Längsrichtung und Querrichtung verlaufen, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass als Verstärkungsstränge Faserbündel mit dieses Bündel durchsetzenden und sich zu beiden Seiten des Bündels erstreckenden querorientierten Fasern vorgesehen sind, wobei Längsfaserbündel und daran haftende Querfasern eine Baueinheit bilden.
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